基于改进的移动粒子半隐式方法的溃坝模拟(英文)

溃坝现象在船舶与海洋工程中是常见而又危险的,甲板上浪、液舱晃荡等都可以看作是广义的溃坝现象。溃坝是一种典型的自由面流动问题,存在运动边界以及复杂大变形和流体强间断问题,因此此类自由面流动的数值模拟一直是计算流体力学领域的一大难题。文章基于改进的移动粒子半隐式方法(MPS),对溃坝问题进行了研究分析。相对于传统的网格法,MP在模拟大变形自由流动中展示了很大的优势。但是,在模拟过程中,由于自由表面粒子的误判以及粒子的过于集中现象,导致压力发生剧烈的震荡现象。针对这些问题,把角度判断法和一个碰撞模型引入传统的MPS进行改进。静水压力的模拟验证了改进后的MPS方法的有效性。在此基础上,文中对无障碍物溃坝和有障碍物溃坝模型进行了模拟和分析。

基于改进MPS方法的有挡板LNG液舱晃荡分析

液舱晃荡是一种非常复杂的流动现象,会产生自由移动液面的大变形和流体飞溅现象,具有强烈的非线性和随机性。随着LNG液货船的大型化发展,液舱晃荡现象所产生的极大的抨击力严重威胁着船舶的安全,如何改善液舱晃荡现象也成为亟需解决的工程问题之一。鉴于液舱晃荡问题的特殊性,传统网格法往往会因为网格大变形而导致模拟的失效。因此,本文采用一种改进的基于拉格朗日粒子的MPS方法,在通过模拟液舱横摇晃荡验证其有效性的基础上,针对液舱壁面的抨击压力和自由液面的波高变化,探究了不同高度挡板对改善液舱晃荡现象的机理和规律。